操作系統(tǒng)分頁式存儲(chǔ)管理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、經(jīng)濟(jì)學(xué)院華信學(xué)院操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告（學(xué)院）系:華信學(xué)院專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)姓名：班級：09級3班學(xué)號：指導(dǎo)教師：孟永剛2012年6月22日操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告宋攀學(xué)號4日期2012 年 6 月 11-21 號實(shí)驗(yàn)室機(jī)房2、3指導(dǎo)教師孟永剛設(shè)備編號設(shè)計(jì)題目虛擬存儲(chǔ)眾一、設(shè)計(jì)容模擬分頁式虛擬存儲(chǔ)管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁中斷，以及選擇頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷。二、設(shè)計(jì)目的在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為了提高主存利用率，往往把輔助存儲(chǔ)器（如磁盤）作為主存儲(chǔ)器的擴(kuò)充，使 多道運(yùn)行的作業(yè)的全部邏輯地址空間總和可以超出主存的絕對地址空間。用這種辦法擴(kuò)充的主存儲(chǔ)器 稱為虛擬存儲(chǔ)器。通過本實(shí)習(xí)幫助同學(xué)們理解在分頁式存

2、儲(chǔ)管理中怎樣實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器。三、設(shè)計(jì)過程.同組人員：秀德蛟1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，詳細(xì)描述如下：指令結(jié)構(gòu)體如下typedef structint page_num；頁號int unit_num； /單元號order；頁表結(jié)構(gòu)體如下typedef structint page_num；/頁號int flag；/標(biāo)志int memery_num； /主存儲(chǔ)塊號int m_flag；/修改標(biāo)志char location4 ；/在磁盤上的位置pageform；作業(yè)頁表數(shù)組如下#define C 7pageform aC;主存頁表數(shù)組如下define Cl 4pagef

3、orm pCl；2. 算法設(shè)計(jì)1）該源程序分為以下幾個(gè)模塊：（1）主存初始化模塊（2）頁表初始化模塊（3）打印初始化后的頁表信息模塊（4）地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷模塊（5）先進(jìn)先出（FIFO）頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷模塊2）對各模塊進(jìn)行詳細(xì)說明：（1）主存初始化模塊函數(shù)：memunit_initO入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描述：調(diào)入4個(gè)頁面對4個(gè)空閑主存進(jìn)行頁面初始化，調(diào)入頁面包括a0,al,a2La3;空閑主存包括 p0,譏 1, p2 ,p3。(2) 頁表初始化模塊函數(shù)：page-init()入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描述:對作業(yè)頁表表項(xiàng)初始化，包括對頁面a0,alta2,a3t a4

4、,a5 ,a6的 初始化。流程圖如下：圖2圖3打印頁表信息模塊(3) 打印頁表信息函數(shù)：pageform print()入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描述：打印初始牝后的作業(yè)頁表表項(xiàng)，對作業(yè)頁表表項(xiàng)初始化，包括對頁面 a0,al ,a2,a3 , a4, a5 ,a6的初始化;然后打印 a0 ,al ,a2 ,a3, a4 ,a5 ,a6各頁表項(xiàng)。流程圖如圖3所示：(4) 地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷模塊函數(shù)：order 1 ()入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描述：根據(jù)取出的指令的頁號查找頁表，如果該頁的標(biāo)志位=1就輸出該頁的絕對地址, 否則發(fā)生缺頁中斷打印*頁號。流程圖如圖4所示：圖4地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺

5、頁中斷模塊(5) 先進(jìn)先出(FIFO)頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷模塊函數(shù):order2 ()入口參數(shù)：無出口函數(shù)：無功能描述：根據(jù)取出的指令的頁號查找頁表，在該頁的標(biāo)志位=1的前提下，如果是存命令， 就置該頁的修改標(biāo)志位=1并且計(jì)算和輸出該頁的絕對地址，如果不是存命令，就只計(jì)算和輸 出該頁的絕對地址；在該頁的標(biāo)志位=0的前提下，則模擬FIFO算法，k初始化為0,則執(zhí)行 把pk的各個(gè)表項(xiàng)分別賦值給j的各個(gè)表項(xiàng)，判斷j頁的修改標(biāo)志是否為1 ,如果為1就輸 出 OUT j 并且輸出 IN cmd. page num,否則只輸出 IN cmd. page num,執(zhí)行把 cmd. page num 裁值

6、給pkJ. page num,再執(zhí)行k： = (k+l)mod m,然后修改所有由于輸入命令所引起的有關(guān) 的頁面各種表項(xiàng)，最后輸出所有作業(yè)頁面的最新表項(xiàng)。四、程序運(yùn)行結(jié)果源程序代碼：虛擬存儲(chǔ)器cpp1 執(zhí)行程序后初始化的窗口截屏如圖6：|3輸入的頁號為0,輸入的單元號為70,輸入有后繼指令，結(jié)果截屛如圖8所示:請輸入題號1/2： 當(dāng)前內(nèi)存嗎翌口下二02345標(biāo)芯1111000主存塊號修改標(biāo)志磁盤位置12 3 12 3 11112 2 2 28 0 0 0 8 0 1貢號：饋輸入新指令的單元號:70是否有后繼指令（0/1）：絕對地址為；I翕靄嘛賈號:11圖8轍入已在主存中的作業(yè)4 輸入的頁號為4

7、,輸入的單元號為53,轍入無后繼指令，結(jié)果截屏如圖9所示:*C:DOCUIEBTS AMDSETTII&SADIIinSTRATOR桌面409417080324宋拿Debug. -nix貝萬012345標(biāo)志111100修改標(biāo)志磁盤位置12 3 12 3 11112 2 2 20 0 0 0 0 0 1請輸入新扌旨令的單元號70是否有后繼指令0/1 ：絕對地址為：,710 感矯黔載號:4請輸入新指令的單元號;* 4Press any key to continue圖9輸入未在主存中的作業(yè)5. 輸入2后的初始窗口截'屏如圖10所示:請輸入題號當(dāng)曹內(nèi)存嗟壑口下:a123456標(biāo)芯11

8、11000主存塊號5891修改標(biāo)志磁盤位置2 3 11120 0 0±1圖10輸入題目2的初始化窗口5.輸入的頁號為0,輸入的單元號為70,輸入存指令，輸入無后繼指令，結(jié)果截屏如圖11所示:c< 9:DOCU1EHTS)SETTIRGSADIINISTRATOR桌面409417080324宋奉Debu. 5|xl請輸人題2主存塊號5號:頁1110 0 0指令的指入入i12345丘請請0請是y輸否號 元 單>: 的/n令3號 0 :頁 71翕 :指令 為的指 址 地入入 Ml 斷請障?0修改標(biāo)志磁盤也置011012013021022023121圖11輸入新指令I(lǐng)N 4頁號標(biāo)

9、志主存塊號001182193114155060直否有后繼指令0/1 ：£鶉入;貓頁號:7.輸入的頁號為4,輸入的單元號為53,輸入存指令，輸入有后繼指令，結(jié)果截屛如圖12所示:是否存扌旨令崑否有后繼指令0/1 ： 絕對地址為 710貢號;I靱i4請輸入祈指令的單元號：53 是杏存指修改標(biāo)志磁盤位置011012013021022023121圖12轍入新指令8.輸入的頁號=5,輸入的單元號=23,輸入非存指令，輸入無后繼指令，結(jié)果截屏如圖13所示G ' *C:DOCinE»TS AND SETTIIGSADIIII STRATOR面14叨417080324宋拳'

10、Debug. loo 號貢0指令的指入入6請請5請?jiān)获廨敺?2 3 12 3 1 1112 2 2 20 0 0 0 0 0 1是否有后繼指令5/1:12 3 12 3 11112 2 2 200000010IN5頁號標(biāo)志主存塊號0010219311415561 08Pressanp key tocontinue圖13輸入新指令五、設(shè)計(jì)總結(jié)此次試驗(yàn)，全部程序及全部模塊均參與研究，現(xiàn)在均已熟悉，對各個(gè)模塊都詳細(xì)的說明了它們的功 能等等.兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，并且更正了我的 一個(gè)誤區(qū)，讓我對所學(xué)的知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。六、指導(dǎo)教師評語及成績評語：成績:源

11、代碼R i nc1ude< iostream. h>Rinclude<string. h>Rdefine C 7tfdefine Cl 4 typedef structint page num；/頁號int flag； /標(biāo)志int memery num；/主存儲(chǔ)塊號int m_flag；/修改標(biāo)志char location4: /在磁盤上的位置 pageform； pageform aC: pageform pCl；int k-0；int i二0；int select； pageform j； int n；/是否有后繼指令 int x；typedef structin

12、t p3ge_num；/頁號int unit_num；/單元號order；void memunit init ()p0page num=0；p0. flag=l；p0memery num二5；p0 m flag=0；strcpy(p0. location,"Oil")；pl page num=l；pl flag二0；plmemery num二8；pl. mflag=0；strcpy(pll. location,"012");p2 page_num:z2；p.flag=l；p2 memery num:z9；a2. m_flag=0；strcpy(p2L l

13、ocation,"013")； p3page num=3； p3 flag=l； p3memery num-1: p3 mflag=O； strcpy(p3 location."021")；Ivoid page init()a0page num=0； a0 flag=l； a0. memery num二5； a0. m_flag=0； strcpy(a0. location,n011)； al page. num=l； al flag=l；al memery nunp8； al. m_fl3g二0； strcpy(al location,"01

14、2")； a2 page n 11滬2； a2. flag=l；a2memery num二9； a2. m_flag=0； strcpy(a2 location."013")； a3. page num-3； a3 flag=l；a3.num二 1:a3. m_flag=0； strcpy (a3j. location, ,021rf); a4page num=4: a4 flag-0；a4 mflag=0； strcpy(a4. location,M022w)； a5page num=5；a5 flag-0； a5. m_flag二0； strcpy(a5 lo

15、cation."023")； a6. page num=6；a6. flag=0; a6. m_flag=0；strcpy(a6 location,"121");void recycleOcout«n頁號標(biāo)志主存塊號修改標(biāo)志 磁盤位置"endl；for(int i=0；i<C；i+)if(ail. flag=l)H«ai. flag«nmemery num«"n«ai loc3tion«endl；cout«a i . page num« *"

16、;«3i m_felse，«M<5i 叭 fl3g<<"cout«ai page num«"n«aifH«ai loc3tion«endl；void pageform print()page init()；cout«°當(dāng)前存頁表如下:M«endl； recycle ()；void order1 ()page init():order cmd；cout«n請輸入新的指令："«endl； cout«"請輸入新指令

17、的頁號:,«endl； cin>>cmd.page num；if(cmd.page num>6 |cmd.page num<0) docout«M請重新輸入正確頁號(0-6) : "«endl； cin>>cmd.page num：while(cmd.page num>6 !cmd.page num<0):cout<<"請輸入新指令的單元號："<<end；cin>>cmd.unit num；cout«M是否有后繼指令(0/l)：H«

18、endl；cin>>n；if (a cmd .page num f log 二=1)x=128*acmd.page num.memery num+cmd.unit num； cout"絕對地址為：*«x«endl；cout«，r* n«cmd.page num«endl；void order2()memunit_init()；char r；order cmd；cout«n請輸入新的指令:"«endl；cout«"請輸入新指令的頁號:"«endl； cin

19、>>cmd page_num；if (cmd. page num>6 |cmd page num<0)docout«n請重新輸入正確頁號(0-6) : "«endl； cin>>cmd.page num：)while(cmd.page num>6: !cmd.page num<0): _cout«"請輸入新指令的單元號："； cin>>cmd.unit num；cout«n是否存指令(y/n): "«endl；cin>>r；cout«w是否有后繼指令(0/l)：,f«endl；cin>>n；if (a cmd .page numf Ing 二=1)x-128*acmd.page nummemery num+cmd.unit num； if(r='yr)acmd.page numm flag二 1；elsecout«"絕對地址為：M«x«endl；elsej flag二pk flag；j. m_flag=pk. m flag；j. memery num二pk